Грунты и отметки поверхности грунта и верха фундаментной плиты

Задание и методические указания

К контрольной работе

по дисциплине:

«Технология строительного производства»

Для студентов IV курса

Специальности

«Экономика и управление в строительстве»

(080100)

Москва 2013

Целью данной контрольной работы является разработка предложений по выполнению строительных процессов при ведении работ, связанных с разработкой грунта в котловане под строящееся здание и бетонированию монолитных бетонных конструкций, осуществляемых в ходе работ нулевого цикла.

Исходными данными для решения поставленной задачи являются:

-возводимое здание (принимается по Приложению –I МУ);

-размеры фундаментной плиты (принимать с учетом данных настоящих методических указаний);

-грунт, отметка его поверхности и верха фундаментной плиты (принимать по таблице I.I данных МУ);

В ходе практических занятий прорабатываются вопросы, связанные со схемой отрывки котлована и бетонированию фундаментной плиты.

1.Проектирование схемы отрывки котлована.

Последовательность выполнения действий:

1.1 Установление размеров котлована.

1.2 Определение объёмов выполняемых работ.

1.3 Определение времени выполнения работ.

1.1. Установление размеров котлована

На размеры котлована влияют грунты, объемно-планировочное решение подземной части сооружения, отметки поверхности грунта и подошвы фундамента.

Отметка подошвы фундамента (О_пф) устанавливается по заданию (Приложение –I,табл.I.I) как

О_пф=О_вп - h_фп

Где О_вп - отметка верха фундаментной плиты,м;

h_фп - высота фундаментной плиты ,м,(принимать для 9 –этажного дома -0,30, для 12-этажного дома-0,35м, для 14-этажного дома-0,40м).

Глубина котлована (Н_к) принимается как разность О_пф и отметки поверхности грунта О_пг, т.е. :

Н_к = О_пг – О_пф

Размеры фундаментной плиты вычисляются по заданному типу здания с учетом увеличения ширины подвальной части, используемой под гараж, на 3,0 метра в сторону входа в здание. Каждый из полученных осевых размеров (длина ( l_ор ) и ширина ( в_ор)) увеличивается на 0.5м, что позволяет установить длину ( l_фп ) и ширину ( в_фп) фундаментной плиты.

Величина заложения откосов ( в_о ) существенно влияет на размеры котлована по верху и положение техники при возведении конструкций подвальной части. Она зависит от грунта ( угла его естественного откоса табл.2.1 приложение-2 ) и вычисленной глубины котлована, т.е. :

в_о = Н_к • m

где m –коэффициент заложения откоса (табл.2.1, Приложение-2).

Размеры котлована по низу находятся в зависимости от выявленных параметров фундаментной плиты с учетом ширины прохода ( в_пр ) для рабочих, занятых устройством плиты ( в_пр принимать равной 0.6 м ). Тогда длина котлована по низу (l ) и его ширина ( в ) будут равны соответственно :

l = l_фп+ 2в_при в= в_фп+ 2в_пр

Аналогичным образом устанавливаются и значение длины котлована (L) и его ширины (B) по верху с учетом вычисленной величины в_о, т.е. :

L = l + 2в_о и В = в + 2в_о

1.2.Оопределение объемов выполняемых работ

Объемы работ вычисляются для установления :

- Величины срезки растительного слоя

- Величины доработки грунта на дне котлована

- Объема грунта, разрабатываемого в котловане

- Объема грунта для обратной засыпки.

Величина срезки грунта ( V_сг ) обычно устанавливается в зависимости от решения многих проблем, связанных со строительным генеральным планом. В данном случае эта величина находиться по ширине отрываемого котлована по верху и его общей длине, учитывающей как длину котлована, так и величину въездов в него. Так как в подземной части здания размещается гараж со сквозным проездом, то таких въездов будет два. Протяженность каждого из них (l_в) зависит от глубины котлована и коэффициента заложения откоса въезда ( m_в ), принимаемого в данной работе равным 10, то есть l_в= H_к • m_в.

Тогда :

V_сг = B • ( L+ 2H_к • m_в ) • h_сг ,

где h_cr - толщина срезки грунта,м. ( принимать h_cr = 0.15 м. )

Величина доработки грунта ( V_дг ) находится по площади котлована по низу с учетом величины высоты доработки ( h_дг ), т.е. :

V_дг = в • l • h_дг

( Величину доработки принимать h_дг =0.05 м. )

Объем грунта, разрабатываемого в котловане ( w_гр ) зависит от объема котлована в целом ( W_к ), объема въездов с учетом объема срезки и доработки грунта. Влияние объемов срезки и доработки учитывается глубиною разработки грунта H, которая с учетом h_cr и h_дг составляет :

H= H_к - ( h_cr+ h_дг ).

Величина W_к находится из выражения:

W_к = ( H/6) • ( в • l+ B • L+ ( в+ В) • ( l+ L)),

Или

W_к = ( H/3) • ( F+ f+ Ö(F • f),

Где Fи f - площадь котлована по верху ( F= B • L) и по низу ( f= =в • l), соответственно, в м².

При наличии въезда в котлован, объем грунта ( W_в ) в каждом из них находится по формуле:

W_в = ( H²/6 ) • ( 3в_в + 2H • m • ( m_в - m)/m_в ) • ( m_в – m),

Где в_в - ширина въезда, м ( с учетом толщины стен, ширины проезда автомашин и условий работы рабочих принимать в_в = 6.0 м).

Тогда, общий объем разрабатываемого грунта ( W_гр ) составит:

W_гр = W_к +2W_в.

Объем обратной засыпки ( W_оз ) определяется по величине пазух между стенами подвального помещения и откосами котлована с учетом изменения плотности грунта после его уплотнения, т.е.:

W_оз = ( W_гр – W_c )/К_ор,

Где W_c – объем незасыпаемой подвальной части здания, м³,

К_ор – коэффициент остаточного разрыхления ( принимать по табл. 2.1, приложения 2 ).

В свою очередь W_с включает не только подвальную часть здания (W_пч), но и объем фундаментной плиты. Если объем фундаментной плиты известен, то W_пч находится по установленным ранее осевым размерам сооружения с добавлением по каждой стороне здания по 0.2 м, получая таким образом длину l_пч и ширину в_пч подвальной части здания, с учетом которых:

W_оз = (1/К_ор ) • (W_гр – (в_пч • l_пч (H – h_фп) + V_фп))

При необходимости складирования грунта для обратной засыпки на участке строительства (W_скл) его объем может быть установлен из выражения:

W_скл = W_оз • К_р,

Где К_р – коэффициент разрыхления грунта (первоначальное увеличение объема грунта после разрыхления, табл. 2.1, Приложение – 2).

1.3. Определение времени разработки грунта

Определение времени выполняется по видам и объемам работ, на основании ГЭСН 2001. Расчет ведется по форме калькуляции трудовых затрат (табл.1) с включением следующих процессов: снятие растительного слоя, разработка грунта в отвал и с погрузкой в транспорт, снятие недобора грунта бульдозером. При заполнении табл.1, следует учитывать категорию грунта, емкость ковша экскаватора и правильность определения единицы объема работ.

Таблица 1

№/№ п/п	Наименование технологичес- ких процессов	Един. измер.	Объем работ	Обосно- вание (ГЭСН)	Рабочих чел. час.	работа машин маш. час.	Рабочих чел. час.	Работа машин маш. час.

2. Проектирование схемы бетонирования фундаментной плиты

Последовательность выполнения:

2.1. Определение потребности в опалубке, арматуре и бетоне.

2.2. Установление интенсивности и последовательности бетонирования.

2.3. Выбор средств установки опалубки, арматурных блоков и подачи бетона.

2.4. Определение продолжительности выполнения работ.

2.1. Определение потребности в опалубке, арматуре и бетоне

Полученные выше данные по фундаментной плите (ФП): ее длина (l_фп), ширина (в_фп) и высота (h_фп) – позволяют установить объемы предстоящих работ. Площадь опалубки находится как произведение периметра ФП на ее высоту, т.е. 2(l_фп + в_фп) h_фп. Необходимое количество арматуры находится по объему ФП и ее массе, приходящейся на 1м³ железобетона (табл.1.2 Приложения – 1).

Потребность в бетоне устанавливается по объему ФП и величине потерь бетонной смеси в процессе ее транспортировки и укладки (принимать в размере 2% от объема ФП).

2.2. Установление интенсивности и последовательности бетонирования

Знание интенсивности необходимо для оценки возможности бетоносмесительных узлов или заводов обеспечить непрерывную укладку бетона в конструктивные элементы сооружения. Для бетонирования таких конструкций как ФП более целесообразен ступенчатый способ укладки (или уступом). В этом случае интенсивность бетонирования ( i ) можно найти из выражения:

i= V_у/t_у,

где V_у – объем укладываемого в «уступ» бетона, м³,

t_у – время, отводимое на укладку бетона, час (табл. 1.2, Приложение – 1).

Применительно к данным условиям, iнаходится как:

i = (в_фп х h_фп х в_у)/t_у,

где в_у – ширина «уступа» ( принимается в зависимости от пластичности бетонной смеси в пределах 2 …. 3 м ).

Рассчитанное значение i сравнивается с заданной (табл. 1.2, Прил.-1) производительностью бетонного завода (Р_бз). Если i > Р_бз, необходимо членить ФП на блоки бетонирования, вводя рабочие швы. Ширина такого блока ( в_бл ) может быть установлена по формуле расчета i, в которой при том же значении в_у вместо i исползуется значение Р_бз. Принятая ширина уступа в_у позволяет найти и их общее количество ( n_у ) целиком по ФП (или блоке бетонирования) как n_у = (l_фп)/ в_у ( n_у = в_фп/ в_у ).

2.3. Выбор средств установки опалубки, арматурных блоков и подачи бетона

Ранее полученные данные позволяют подобрать средства установки опалубки и монтажа арматурных блоков. Опалубку ФП целесообразно устанавливать краном из заранее изготовленных щитов (массу 1 м² таких щитов принимать равной 0.05 Тн). Размеры щитов устанавливаются кратно членению длины и ширины ФП (ориентировочно можно принимать в пределах 4 …. 5 метров).

Армирование ФП ведется, как правило, из пространственных каркасов. Размеры армокаркасов также получают путем кратного членения длины и ширины ФП. В данном случае их ориентировочно можно принимать в пределах 2 х 3 …. 3 х 4 м, а масса блока находится по расходу арматуры на 1 м³ бетона.

Весовые характеристики монтируемых опалубочных щитов и армокаркасов служат обоснованием для выбора крана. Его положение относительно бровки котлована принимать по табл. 2.2 Приложения – 2. Условиям бетонирования ФП наиболее полно отвечают следующие средства подачи бетона: бетоноукладчики, бетононасосы и краны (бетон в бадьях), а полученное значение i и возможности перемещения машин у котлована определяют требования к ним по производительности и дальности подачи. Обеспечение ведения работ краном требует установить вначале объем бадьи (V_б). Эта величина устанавливается как V_б = i/n_ц, где n_ц – количество циклов подачи бетона одним краном в час (n_ц = 12 … 15). Тип бадьи и ее масса с бетоном (см. табл. 2.4. Прилож. – 2).

2.4. Определение продолжительности выполнения работ

Определение необходимых данных проводится в уже известной табличной форме (табл. 1). Затраты труда и времени работы машин ведется по видам и объемам работ с использованием ГЭСН-2001. По полученным данным составляется график производства работ (табл.2).

Таблица 2

График производства работ

№/№ п/п	Наименован. технологичес ких процессов	Един. измер.	Объем работ	Рабочих чел. Дн.	работа машин маш. См.	Принятый состав звена	Продолжительность, смен

Рассчитанную ранее продолжительность выполнения земляных работ следует включить в данный график. Завершением проектирования является отражение полученных результатов в технико–экономических показателях (ТЭП), содержание которых приведено в табл. 3.

Таблица 3

Технико – экономические показатели

Показатели	Един. Измер.	Значение
Продолжительность выполнения	смен
Нормативные затраты труда	Чел. Дн.
Нормативные затраты машинного времени	Маш. См.
Объем работ	100 м3
Затраты труда на 100 м3	Чел. Дн.
Затраты машинного времени на 100 м3	Маш. См.
Выработка на одного рабочего в смену	М3
Производительность машины в смену	м3

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 1.1

Грунты и отметки поверхности грунта и верха фундаментной плиты

Вари- анты	Грунт	Отметки, м
Поверхности грунта	Верха фундаментной плиты
	Глина	-0.45	-3.30
	Супесь	-0.55	-3.20
	Лёсс	-0.80	-3.00
	Суглинок	-0.70	-3.10
	Глина	-0.60	-3.40
	Супесь	-0.75	-3.15
	Лёсс	-0.65	-3.25
	Песок	-0.50	-3.05
	Суглинок	-0.40	-3.35
	Песок	-0.85	-3.00

Данные по грунтам (графы 2 и 3) принимать по последней цифре учебного шифра, по фундаментной плите – по предпоследней.

Таблица 1.2